ТО и ремонт.. Конспект лекций по мдк. 01. 04 Техническое обслуживание и ремонт автомобильных двигателей для специальности
 Скачать 6.08 Mb.
|
|
Тема 2.5: Контроль качества проведения работ 1. Общие положения. 2. Стендовая обкатка двигателя. 3. Холодная обкатка двигателя. 4. Горячая обкатка двигателя без нагрузки 5. Горячая обкатка двигателя под нагрузкой 6. Обкатка двигателя на автомобиле 7. Испытание двигателя Ответ на вопрос №1 Обкатка машин, агрегатов, узлов – это специальная технологическая операция, задача которой состоит в том, чтобы при определенных, специально установленных, минимальных во времени режимах подготовить машину, агрегат к восприятию эксплуатационных нагрузок, устранить мелкие неисправности, удалить продукты износа, интенсивно выделяющийся во время приработки трущихся пар с целью последующей надежной работы машины. Особенность обкатки состоит в том, что она связывает ремонт эксплуатацию, являясь завершающей ремонтной операцией и начальной операцией использования изделия. В период обкатки происходит приработка деталей, то есть интенсивное разрушение шероховатостей трущихся поверхностей в результате металлических и молекулярных связей и механического зацепления мельчайших частиц поверхностей трения. В процессе приработки сопряжений происходит трансформация поверхностного слоя: изменяются величина и направленность микропрофиля, уменьшаются макрогеометрические отклонения формы. Увеличиваются зазоры, ослабляются натяги, изменяются микротвердость, структура поверхностного слоя. Приработка сопряжений завершается при стабилизации указанных и других характеристик. Происходящая в процессе приработки пластическая деформация сопровождается упрочнением – повышением износостойкости поверхностей трения. Никакими видами технологической и химико-термической обработки нельзя создать такое состояние поверхностей трения, какое обеспечивается приработкой. В процессе приработки происходит два одновременных процесса – макро - и микроприработка, причем продолжительность первой значительно больше, чем второй. По мере приработки происходит увеличение площади прилегания и уменьшение скорости износа поверхностей трения. Исходные макро - и микрогеометрия определяют время приработки и начальный износ. Не только более грубая, но и более чистая обработка ухудшает процесс приработки. При этом независимо от первоначальной шероховатости для 113 одного и того же нагрузочно-скоростного режима работы устанавливается определенная шероховатость в сопряжении. Однако продолжительность и качество приработки сопрягаемых деталей зависят от исходных значений чистоты рабочих поверхностей и микротвердостей. Приработка сопряжений с низкими исходными значениями шероховатостей деталей является наиболее продолжительной и сопровождается большой интенсивностью изнашивания, как за счет механического взаимодействия, так и за счет пластической деформации. Приработка таких деталей с высокой исходной чистотой поверхностей менее продолжительна и протекает с меньшей интенсивностью изнашивания. Отсюда следует вывод: значения исходных шероховатостей сопрягаемых деталей перед обкаткой агрегатов должны быть по возможности близкими к их микронеровностям после приработки. Например, исходная оптимальная шероховатость рабочей поверхности юбки поршня перед сборкой двигателя должна находиться в пределах Ra = 0,35…0,75 мкм; компрессионных поршневых колец – Ra = 0,15…0,45 мкм; цилиндров – Ra = 0,2…0,3 мкм. Общепринятым при назначении режимов обкатки агрегатов считается постепенное наращивание скоростей и удельных нагрузок на детали прирабатываемых сопряжений. Приработка на одном нагрузочно-скоростном режиме не подготавливает сопряжение к восприятию эксплуатационных нагрузок и скоростей. Получаемая при этом микрогеометрия поверхностей трения будет соответствовать только этому режиму нагружения и при изменении его (режима) будет изменяться и микрогеометрия трущихся поверхностей деталей. Поэтому приработку сопряжений надо вести при переменном режиме, получаемом изменением нагрузки и скорости передвижения трудящихся поверхностей относительно друг друга. Начинать приработку надо с минимальных значений нагрузок и скоростей на детали агрегата, указанных в технических условиях, и доводить их до максимальных постепенно, ступенями. Приработка поверхностей трения должна протекать в смазочной среде при наличии масляной пленки между сопрягаемыми деталями. Минимальная толщина t масляной пленки зависит от высоты микронеровностей обеих трущихся поверхностей hт, диаметра абразивных частиц d, деформации деталей за счет силовых и тепловых воздействий hд. На толщину масляной пленки и на процесс приработки оказывает влияние также качество смазки (вязкость масла, его состав, маслянистость и т.д.), температура и давление подачи масла. Масло, применяемое для обкатки должно не только обладать хорошей смазывающей способностью, но и хорошо охлаждать трущиеся поверхности, вымывать загрязнения. Маловязкие масла в достаточном количестве проникают в зазоры между поверхностями трения, поэтому хорошо охлаждают их и вымывают 114 загрязнения из зон трения. Однако из-за их низкой несущей способности создаются предпосылки для возникновения задиров. С увеличением вязкости масел толщина масляной пленки становится больше и вероятность задиров уменьшается, но хуже отводятся тепло и загрязнения. Для двигателей внутреннего сгорания рациональная вязкость приработочных масел должна быть 6…8 сСт. Ответ на вопрос №2 Для обкатки новых или отремонтированных двигателей используют специальные стенды. С их помощью можно не только осуществлять приработку сопрягаемых деталей нового или капитально отремонтированного двигателя, но и получить подробную информацию о работоспособности всего двигателя, а также его основных механизмов и систем, контролировать расход топлива, уровень вредных веществ в отработавших газах и другие параметры. Обкатывают и испытывают двигатели в зависимости от их мощности на электрических тормозных стендах различных типов. В нашей стране широко применяются испытательные стенды отечественного производства типов КИ или КС. Для двигателей разной мощности могут применяться стенды КИ-5542 (37 кВт), КИ-5541, КИ-5543 и КС-276-032 (55 кВт), КИ- 5540 (90 кВт), КИ-5274 и КС-276-03 (160 кВт) и т. д. Эти стенды позволяют прокручивать коленчатый вал двигателей с переменной частотой при холодной обкатке, а при горячей, когда электродвигатель-тормоз переводится в генераторный режим работы, возвращать электроэнергию в электрическую сеть. Современные испытательные стенды работают, как правило, в автоматизированном режиме по заранее заданной программе. Подробную информацию о ходе процессов обкатки и испытаний обслуживающий персонал стенда получает на удаленном компьютере. В процессе стендовой обкатки контролируются следующие параметры: давление в системе смазки; температура охлаждающей жидкости; частота вращения коленчатого вала; нагрузочный момент; развиваемая мощность. Обкатку капитально отремонтированных двигателей на стендах проводят в несколько этапов: холодная обкатка (от электродвигателя); горячая обкатка без нагрузки (на холостом ходу); горячая обкатка с переменной нагрузкой. После обкатки проводят испытание двигателей, что позволяет оценить их технические и эксплуатационные возможности, а также соответствие мощностным и экономическим показателям, устанавливаемым для данной модели двигателя заводом-изготовителем. Каждый из этапов обкатки 115 двигателя включает определенные технологические процессы необходимой продолжительности, подготавливающие двигатель к последнему, заключительному этапу – испытанию. Рис. 2.5.1. Стенд для обкатки и испытания двигателей 1 – испытуемый двигатель, 2 – опорная станина; 3, 14, 15 – сцепление- разъединитель; 4 – нагрузочный электродвигатель-тормоз; 5 – реостат; 6-12 – контрольно-измерительные приборы; 13 – КПП (редуктор); 18-22 – измеритель расхода топлива. Ответ на вопрос №3 На этапе холодной обкатки для получения хорошей приработки деталей используют ряд технологий. Применяют маловязкие масла, например индустриальное И-20А или И-ЗОА, смесь масла индустриального И-20 и моторного МГ-10-Б2. Добавляют присадки в масло (коллоидную серу 0,9-1,1%, дисульфид молибдена, металлоорганические присадки на основе глицерата меди ОМП-2 - до 15% по объему масла и др.); используют специальное обкаточное масло ОМ-2, вводят в масло присадку ДК-8 и др. При этом сокращается время обкатки в 1,5-2 раза, уменьшается съем металла с поверхностей деталей в результате приработки. Режим холодной обкатки установлен техническими требованиями для двигателей каждой марки. Например, двигатели ЗиЛ-130 обкатывают в течение 30 мин: по 10 мин на каждой из трех ступеней с частотой вращения коленчатого вала: 500-600; 700-800 и 900-950 об/мин. Двигатель КамАЗ-740 обкатывают в холодном режиме 55 мин, в т. ч.: 15 мин при частоте вращения коленчатого вала 400-450 об/мин и 40 мин при частоте вращения вала 900 об/мин. 116 Холодную обкатку маломощных пусковых и карбюраторных двигателей проводят в течение 20 минут. В процессе холодной обкатки проверяют на ощупь нагрев трущихся поверхностей, прослушивают стуки внутри двигателя, определяют герметичность соединений, контролируют давление и температуру масла. В случае обнаружения неисправностей обкатку прекращают и устраняют выявленные недостатки. В случае необходимости испытываемый двигатель отправляют на повторный ремонт. Если в процессе холодной обкатки неисправностей и отклонений от технологических требований не выявлено, переходят к горячей обкатке двигателя без нагрузки. Ответ на вопрос №4 Горячая обкатка двигателя без нагрузки(на холостом ходу) производится в течение 50-60 мин при постоянном увеличении частоты коленчатого вала от 900 до 1500-1600 мин -1 и более в зависимости от марки двигателя. При этом проверяют подтекание охлаждающей жидкости, топлива и масла через соединения трубопроводов и прокладки, давления масла в смазочной системе, наличие стуков и шумов в работе двигателя. При выявлении неисправностей двигатель останавливают, производят их устранение, а затем продолжают обкатку. Рекомендуемые режимы горячей приработки двигателей приведены в таблицу: * В числителе указана частота вращения коленчатого вала двигателя (мин -1 ), в знаменателе – время обкатки (мин). Ответ на вопрос №5 При данной обкатке электрическая машина стенда работает в режиме генератора переменного тока и одновременно служит тормозом- нагружателем двигателя. Работающий двигатель нагружают при полной подаче топлива на соответствующих режимах. Нагрузочные режимы определены техническими требованиями для каждой марки двигателя. Так, например, дизельный двигатель обкатывают в течение 80 мин на шести этапах нагружения: 10 мин под нагрузкой 5,9 кВт; 10 мин под нагрузкой 14,7 кВт; Модель двигателя Циклы обкатки* 1 2 3 4 5 ВАЗ-2108 ВАЗ-2105,- 2106 МеМЗ-245 УЗАМ- 331,-412 750-800/2 800/15 900-1100/5 950- 1050/15 1000/3 2000/15 1900..2100/5 1400..1500/5 1500/4 2600/15 2900..3100/5 1900..2000/5 2000/5 - 3900..4100/5 2400..2500/5 - - 4100..4500/5 2900..3000/5 117 15 мин под нагрузкой 21,1 кВт; 20 мин под нагрузкой 35,3 кВт; 20 мин под нагрузкой 42,7 кВт; 5 мин под нагрузкой 47,8 кВт. В процессе обкатки следят за давлением масла, температурой, прослушивают двигатель, а при необходимости прекращают обкатку и устраняют неисправности. В отличие от дизелей бензиновые двигатели начинают обкатывать под нагрузкой при частоте вращения коленчатого вала 1200 об/мин. С ростом нагрузки увеличивают частоту вращения вала. Ответ на вопрос №6 Обкатка двигателя на автомобиле производится сначала на холостом ходу в соответствии с приведенными выше рекомендациями по горячей обкатке двигателя без нагрузки. А затем двигатель обкатывается на пробеге 5000 км с соблюдением рекомендуемых в инструкции по эксплуатации максимальных скоростей движения на каждой передаче. Необходимо учитывать, что после ремонта двигатель имеет повышенное сопротивление вращению, поэтому в течение его обкатки не рекомендуется доводить его работу до максимальных режимов. В обкаточный период необходимо более часто, чем при обычной эксплуатации, проверять отсутствие подтеканий охлаждающей жидкости, топлива и масла, наличие посторонних шумов, а так же контролировать давление масла и температуру охлаждающей жидкости и оперативно устранять выявление неисправности. Замена масла в двигателе после ремонта осуществляется в более короткие сроки – первая замена производится через 1000-2000 км пробега, а далее – в соответствии с рекомендацией инструкции по эксплуатации данного автомобиля. Ответ на вопрос №7 Приемо-сдаточным испытаниям подвергают каждый капитально отремонтированный двигатель. В конце обкатки двигатель, работающий при максимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу, плавно нагружают до получения номинальной частоты вращения и записывают показания весового механизма стенда. Эффективную мощность двигателя определяют по формуле: где Nc - эффективная мощность двигателя, кВт; Р - показания весового механизма стенда, Н; n - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1 118 При испытании на стенде с редуктором учитывают КПД редуктора, n = 0,98. Полной нагрузкой запрещается нагружать двигатель более 5 мин. Одновременно контролируют давление масла в магистрали двигателя и определяют расход топлива. Часовой расход топлива определяют по формуле: где Gт — часовой расход топлива, кг/ч; Q — масса топлива, иpрасходованного за время опыта, г; t — время опыта, с Удельный расход топлива определяют по формуле: где gc — удельный расход топлива, г/(кВт*ч) Полученную в результате испытаний двигателя мощность и расход топлива приводят к значениям стандартных условий испытаний: температура окружающей среды 25°С давление воздуха 0,1 МПа (760 мм рт.ст.) относительная влажность воздуха 50% плотность топлива 0,82 г/см3 После испытания проводят частичный или полный контрольный осмотр двигателя. Частичному осмотру подвергают каждый двигатель СМД- 60, ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-238НБ, Д-108 и Д-160 и один из десяти двигателей Д- 240, Д-65, Д-21, полному осмотру — каждый 50-й двигатель. При частичном осмотре снимают поддон, вскрывают и осматривают нижние вкладыши коренных подшипников и шейки вала, осматривают зеркало гильз цилиндров. При полном контрольном осмотре снимают головку цилиндров вскрывают коренные и шатунные подшипники, вынимают поршни с шатунами и определяют качество приработки трущихся поверхностей деталей. 119 Список информационных ресурсов Основные источники: 1. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебное пособие / Л.И. Епифанов, Е.А. Епифанова – 2 изд., перераб. и доп. – М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА – М, 2015; 2. Техническое обслуживание автомобилей. Кн. 2. Организация хранения, технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта: Учебное пособие / И.С. Туревский. – М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА – М, 2015; 3. Методы технической диагностики автомобилей: Учебное пособие / В.Д. Мигаль, В.П. Мигаль. – М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА – М, 2014; 4. Диагностирование автомобилей. Практикум: Учебное пособие / А.Н. Карташевич, В.А. Белоусов и др.; Под редакцией А.Н. Карташевича – М.: НИЦ ИНФРА – М; Мн.: Новое издание, 2015; Дополнительные источники: 5. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Учебник / Под редакцией В.М. Власова – 2 изд., перераб. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. 6. Техническое обслуживание и текущий ремонт автомобилей. Механизмы и приспособления: Учебное пособие / В.М. Виноградов, И.В. Бухтеева и др. – М.: Форум, 2010. Электронные ресурсы: 7. Технологические процессы диагностирования и технического обслуживания автомобилей [Электронный ресурс]: лаб. Практикум / В.И. Гринцевич, С.В. Мальчиков, Г.Г. Козлов – Красноярск, 2012. |